Исключение копирования

Семантика prvalue («гарантированное исключение копирования»)

Начиная с C++17, prvalue не материализуется до тех пор, пока это не потребуется, и затем он строится непосредственно в хранилище своего конечного назначения. Это иногда означает, что даже когда синтаксис языка визуально предполагает копирование/перемещение (например, инициализация копированием), копирование/перемещение не выполняется — это означает, что тип вообще не должен иметь доступного конструктора копирования/перемещения. Примеры включают:

• Инициализация возвращаемого объекта в операторе возврата, когда операнд является prvalue того же типа класса (не учитывая cv-квалификацию) что и тип возвращаемого значения функции:

T f()
{
    return U(); // constructs a temporary of type U,
                // then initializes the returned T from the temporary
}
T g()
{
    return T(); // constructs the returned T directly; no move
}

• При инициализации объекта, когда выражение инициализатора является prvalue того же типа класса (не учитывая cv-квалификацию) что и тип переменной:

T x = T(T(f())); // x is initialized by the result of f() directly; no move

struct C { /* ... */ };
C f();
 
struct D;
D g();
 
struct D : C
{
    D() : C(f()) {}    // no elision when initializing a base-class subobject
    D(int) : D(g()) {} // no elision because the D object being initialized might
                       // be a base-class subobject of some other class
};

Примечание: Это правило не определяет оптимизацию, и Стандарт не формально описывает его как «исключение копирования» (потому что ничего не исключается). Вместо этого, спецификация ядра языка C++17 prvalue и временных объектов фундаментально отличается от предыдущих версий C++: больше нет временного объекта для копирования/перемещения. Другой способ описать механику C++17 — это «передача значения без материализации» или «отложенная материализация временных объектов»: prvalue возвращаются и используются без материализации временного объекта.

URVO является обязательным и больше не рассматривается как форма исключения копирования; см. выше.

• В выражении throw, когда операнд — имя не-постоянного объекта с автоматической областью хранения, который не является параметром функции или параметром блока обработки исключений, и чья область действия не выходит за пределы самого внутреннего блока try (если есть блок try).
• В блоке обработки исключения, когда аргумент имеет тот же тип (не учитывая cv-квалификацию) что и объект исключения, брошенный исключение, копия объекта исключения исключается, и тело блока обработки исключений обращается к объекту исключения напрямую, как если бы он был получен по ссылке (перемещение из объекта исключения невозможно, так как он всегда является lvalue). Это отключено, если такое исключение копирования изменит наблюдаемое поведение программы по какой-либо причине, отличной от пропуска конструктора и деструктора аргумента блока обработки исключений (например, если аргумент блока обработки исключений изменяется, и объект исключения перебрасывается с throw).

• В корутинах, копирование/перемещение параметра в состояние корутины может быть исключено, где это не меняет поведения программы, кроме как путём пропуска вызовов конструктора и деструктора параметра. Это может произойти, если параметр никогда не ссылается после точки приостановки или когда всё состояние корутины никогда не было выделено в куче в первую очередь.

• В постоянных выражениях и постоянной инициализации исключение копирования никогда не выполняется.

struct A
{
    void* p;
    constexpr A() : p(this) {}
    A(const A&); // Disable trivial copyability
};
 
constexpr A a;  // OK: a.p points to a
 
constexpr A f()
{
    A x;
    return x;
}
constexpr A b = f(); // error: b.p would be dangling and point to the x inside f
 
constexpr A c = A(); // (until C++17) error: c.p would be dangling and point to a temporary
                     // (since C++17) OK: c.p points to c; no temporary is involved

В операторе возврата или выражении throw, если компилятор не может выполнить исключение копирования, но условия для исключения копирования соблюдены или были бы соблюдены, за исключением того, что источник является параметром функции, компилятор попытается использовать конструктор перемещения, даже если исходный операнд обозначен lvalue(до C++23) исходный операнд будет рассматриваться как rvalue(с C++23); см. оператор возврата для получения подробностей.